摘要：在城市化的进程中，地铁的建设也逐渐普及到多个城市。为了提高地铁施工的工作效率，盾构机被广泛应用于施工过程中。施工中为确保盾构机正常运行，需要对其进行养护与维修。鉴于此，有必要研究地铁盾构设备故障与状态检测，促使地铁工程的顺利进行。
关键词：地铁盾构设备；状态故障；检测关键技术
1导言
能否正常对地铁盾构设备的状态以及故障进行检测，影响着地铁是否能够更安全、更高效、更方便地有序运行。所以，管理人员一定要清晰地意识到地铁盾构设备检测的重要性，相关技术人员也要明确检测目的，要能够比较彻底地研究地铁盾构设备的状态故障检测的核心技术，以丰富的检测经验为基础，以信息技术仿真模拟为依托，使地铁盾构设备在实际应用中能够安全、高效地有序运行。
2地铁盾构设备状态故障与检测的意义
近几年，我国的地铁事业发展迅速，盾构设备被不断地应用到地铁建设中来，吸引了国内盾构研究者们的目光，并对此有一些比较显著的研究成果，比如已经在地铁建设中使用的盾构设备障碍研究的专家专项系统，其以基于信息技术展开的各项工艺设计为主要对象，在一定程度上能够完善并且提高地铁建设的信息化技术标准。如图1所示，盾构设备的内部结构比较复杂，并且其设备体型比较大，其发生故障的概率也就大大地增加，这样一来，维修的费用就会上升，从而建筑成本也会加大，工地的施工效率也会降低，所以很有必要时刻关注和检测盾构设备在工作中的状态及可能发生的故障。要预知盾构设备可能发生的故障以及故障产生后以什么样的方式快速解决，就需要专业人员有较强的维修经验再加上现代信息检测技术作为保障。
图1地铁盾构设备施工作业图
3地铁盾构设备故障与状态检测关键技术
3.1建立知识库
从地铁盾构设备状态故障与检测的功能来看，进行故障辨别与检测的过程实质上是获取知识并将其运用到推理分析进而判定故障类型的复杂过程。鉴于此，要想确保盾构设备状态故障与检测过程的顺利运行一个很重要的前提是依靠强大的知识库。该系统可以从知识库中提取盾构设备故障的症状去对应相符合的故障类型，进而找出合适的解决方案选择适当的方式来检测故障设备。要想使检测结果更准确，需要建立一个庞大的知识库，将盾构设备所遇到的各种故障类型及检测事故全部录入到知识库中，方便维修人员调取有用的信息。但在实际扩充过程中，有很多复杂知识的录入操作相当困难增加了相关人员的工作负担。鉴于此，相关从业人员需要根据实际需要进行取舍。在设备检测过程中，需要结合实际情况，选择合适的检测方法，提高检测的有效率
3.2基于实时参数
使用各种各样的传感器可以为地铁盾构设备的故障检测和状态监督提供具有较强参考价值的参数，传感器的继承融合技术在当今的区域感知领域中占据着一席之地。对地铁的盾构设备进行故障检测时，检测人员可以根据传感器表现出来的不同现象，不断地采集多方面提供的信息，出台一套与之相对应的诊断推理体系。在检测地铁盾构设备的过程中，如果实时检测的模拟数据和开关的数据发生异常的现象，这些数据就会在第一时间反馈到检测人员的电脑上，检测人员将这些数据再发送到推理机对这一状况进行有效推理。假如这些数据在推理机能够查出故障产生的原因，就将数据传输给检测人员，并且提供相对应的解决方案，这样就可以依据推理的整个过程进行有效的响应。假如这些异常的数据并没有给出产生故障的原因，就促使推理系统打开模糊推理系统，并且与综合隶属度相结合，最终获取故障产生的原因，以保证设备正常运行。
3.3设计推理机
在盾构设备故障检测系统中不可或缺的一部分就是推理机。它可以对整个系统进行协调控制。换言之，推理机会根据盾构设备故障系统检测出的故障信息，再结合维修人员输入的数据信息，综合考虑，再调出知识库中所储存的知识，选择合适的检测方式，对整个盾构设备的故障情况进行分析，初步评估出本次故障的类型，在这一基础之上进行推理，找出设备产生故障的原因，完成故障检测。考虑到地铁盾构设备出现故障并不是一种因素作用的结果，而是多种因素共同作用的结果，而且同一种症状的出现可能对应多个原因分析，因而在推理盾构设备故障检测分析的过程中要做好权衡。为了尽快排查出地铁盾构设备故障类型，迅速找出产生故障的原因并匹配出合适的解决方案，应该尽可能的制定出与每一种故障类型相匹配的故障消解对策，产生故障类型与解决方案优先匹配，以此来确保盾构设备故障监测系统的匹配效率。
3.4做好液压系统故障的检测
整个液压系统重要的动力来源就是液压泵。以海瑞克盾构机的液压泵分析为例。该盾构机的轴向柱塞泵是斜盘式，组成部分相对复杂。此外不同类型的激励力产生在液压系统的运行中，这些激励力会产生振源力。产生振源力的形式有2种情况：摩擦产生的振源，可能是滑靴与斜盘接触面的摩擦，缸体与配油盘的摩擦；冲击产生的振源，可能是滑靴冲击斜盘或回程盘产生的振源。这些振源所对应的相关数据信息向外传递的媒介是柱塞泵。传输方式有2种：金属部件将信息传递到壳体和机座，造成这两者产生异常的振动；压力借助流体传递到压力油通道，以形成压力冲击和油道系统的摆动；气体用作传输介质，振动传递到空气中，产生噪声。
首先，盾构系统构造比较复杂，相对来说体系较大，很多油路的流通都受到该系统的控制。鉴于此，液压系统的检测要运用多种方式，以确保检测的准确性。液压系统的中枢是液压泵，因而在盾构机构的整体运行中液压泵的工作强度较大，很容易发生各种故障。基于上述内容，液压泵的运行状态是否良好直接影响着整个液压系统的运行效率，故而需重点关注液压泵的检测。当液压泵工作状态正常时，液压泵产生的能量既有高倍频又有基频，二者之间没有太大的差异。当液压泵工作状态异常时，液压泵产生的能量主要是基频。可借助于时域统计表来辅助检测，获取检测数据。液压泵运行正常时，各大时域指标、频谱图均处于正常范围，没有异常现象。其次，液压系统油液的检测方式有3种形式：铁谱检测，按其读取方式的不同又可分为直读式和分析式铁谱；理化性能指标检测，主要是用来检测运动黏度值、污染程度和含水量，其含水量最高不得超过0.001，运动黏度值需达到4.54×10-5m2/s（40℃）；光谱检测，这种检测方式锌、铜、铁在油液中的含量。此外，还可以根据油液的正常线、警告线和报警线的位置来判定油液的检测情况。取得数据值之后借助于计算机分析，取得油液检测拟合线。根据拟合线显示的变化情况分析液压系统的整体运行状况。
4结论
综上所述，地铁施工的安全性很大程度上取决于地铁盾构设备状态故障与检测工作的开展情况。鉴于此，相关的工作人员需在明确地铁盾构设备状态故障与检测工作重要性的基础之上，分析故障检测系统应用的关键技术，积累施工经验，增加盾构施工的安全系数。
参考文献：
[1]周正义.地铁盾构设备状态故障与检测[J].江西建材，2017（14）：164+169.
[2]袁靖乙.地铁盾构设备状态故障与检测[J].中国高新技术企业，2016（25）：109-110.
[3]赵炯，屈剑平，周杰，潘舒眉.基于XAF框架的盾构机故障诊断系统设计与开发[J].机械设计与制造工程，2013，42（06）：5-9.
论文作者:刘鑫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/5
标签：盾构论文; 故障论文; 设备论文; 地铁论文; 液压泵论文; 状态论文; 数据论文; 《基层建设》2019年第11期论文;